Descripción y contextualización de la asignatura

Este curso aborda temas avanzados en el área de Física Fundamental, profundizando en aspectos tratados de manera más general en otras asignaturas del programa. En particular, se ofrece una introducción a la supersimetría y a la correspondencia AdS/CFT, uno de los desarrollos más innovadores en la física fundamental de las últimas décadas. Además, el curso incluye una introducción a los aspectos experimentales de la Física de Partículas, con énfasis en el estudio de la Materia Oscura y la Física de Colisionadores.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocimientos o contenidos

RCO1. Ser capaz de explicar las bases fundamentales del mundo cuántico a nivel básico, así como a nivel técnico.

RCO2. Conocer la literatura básica sobre mecánica cuántica y ser capaz de leer con aprovechamiento artículos de investigación.

RCO3. Ser capaz de iniciar el desarrollo de ideas y aplicaciones originales en el contexto de la investigación en física cuántica.

RCO4. Tener la capacidad para investigar de manera individual, sintetizar y presentar de manera clara y estructurada cuestiones complejas relacionadas con las diversas áreas de conocimiento de la mecánica cuántica abordadas en el marco de este programa de máster.

RCO5. Capacidad bajo supervisión para redactar y defender un trabajo original, con el objetivo de cumplir con los estándares de calidad exigidos para su publicación en revistas indexadas en bases de datos de alto impacto.

RCO8. Conocer la literatura básica y ser capaz de resolver problemas estándar en el área de Teoría Cuántica de Campos.

RCO9. Conocer la literatura básica y ser capaz de resolver problemas estándar en el área de Física Estadística Cuántica.

RCO10. Conocer la literatura básica de las aplicaciones de la mecánica cuántica a las áreas de Física de Campos y Partículas.

RCO11. Conocer la literatura básica de las aplicaciones de la mecánica cuántica al área de la Materia Condensada.



Competencias

RC1. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

RC2. Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

RC3. Tener la capacidad de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

RC4. Capacidad de comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

RC5. Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.



Habilidades o destrezas

HE= Habilidades de amplio espectro

RHE1. Tener capacidad de utilizar con las herramientas de búsqueda de recursos bibliográficos.

RHE2.Tener capacidad crítica para leer artículos de investigación e incorporar los resultados a su trabajo.

RHE3. Ser capaz de redactar y presentar un trabajo original en alguna de las lenguas oficiales y en inglés.

RHE4. Capacidad para comunicar de forma clara y efectiva conceptos y resultados científicos, tanto a audiencias especializadas como no especializadas, mediante presentaciones y publicaciones.

RHE5. Capacidad para aprender de manera autónoma y mantenerse actualizado en los avances científicos y tecnológicos.



HT= Habilidades específicas del título

RHT1. Comprender y aplicar los principios fundamentales de la mecánica cuántica para analizar y resolver problemas en el ámbito de la investigación básica en ciencia cuántica.

RHT3. Incorporarse provechosamente a un proyecto de investigación fundamental o aplicada involucrando aspectos cuánticos y de resolver problemas en entornos multidisciplinares.

RHT4. Evaluar y seleccionar las herramientas y técnicas adecuadas en la investigación de la física fundamental.

Temario

Introducción a Supersimetría

Supersimetría como una simetría entre bosones y fermiones.

Superespacio y supercampos. Formulación de teorías supersimétricas con supercampos.

Teorías gauge supersimétricas.

Introducción a AdS/CFT.

Simetría conforme en teorías gauge.

Espacio Anti-de Sitter. Correspondencia AdS/CFT.

Correspondencia entre gravedad y teorías gauge.

Introducción a Materia Oscura

Evidencias a favor de la Materia Oscura.

Candidatos y mecanismos de producción: Freeze-out, freeze-in, misalignment, primordial black holes.

Métodos de detección: Detección directa, Detección indirecta, haloscopios.

Introducción a la Física Experimental de Partículas (Física en colisionadores y más allá)

De experimentos de laboratorio a instalaciones de km^3: principios básicos de experimentos de blanco fijo y colisionadores.

El "zoo" de partículas elementales.

El estudio de la estructura del nucleón mediante deep ineslastic scattering.

La frontera de altas energías en física de partículas: encontrando una aguja en un pajar.

La última frontera en la física de partículas: El futuro de los detectores de partículas.

Bibliografía

Bibliografía básica

1. Julius Wess and Jonathan Bagger, "Supersymmetry and Supergravity", Princeton Univ. Press 1992.

2. Martin Ammon and Johanna Erdmenger, "Gauge/Gravity duality", CUP 2015.

3. D.H. Perkins "Introduction to High Energy Physics"

4. B. Povh, K. Rith et al.: "Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts"

5. Dan Hooper. "Particle Cosmology and Astrophysics".

6. M.E. Peskin "Concepts of Elementary Particle Physics"